Laborator 1, partea 2 - Spatii de culoare: RGB, YCbCr, HSV, CieLab

# Fiecare lucrare de laborator se va finaliza prin printarea script-ului 
#   sub forma unui raport si incarcarea lui online 
# Rapoartele trebuie incarcate pana la sfarsitul orei de laborator!!!

# Lucrare de laborator realizata de:
NumeStudent = "Gal Oscar"
Specializare = "TM " # TM/ TC/ SICAS
print("Lucrare de laborator realizata de: ", NumeStudent)
print(" \t de la specializarea: ", Specializare)

Lucrare de laborator realizata de:  Gal Oscar
 	 de la specializarea:  TM 

import os
import numpy as np
import cv2 
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import ColorSpaceFunctions as clsFcts

# In[1] - Selectie si deschidere imagine 
print('\n   ----- INFO - In[1] Selectie si deschidere imagine -----\n')
# Setare cale locatie imagini si nume fisier imagine
imgsPath = "D:/_TestImages"
imgName = 'ImgTstColor/rose021.jpg'
#imgName = 'Kodak/kodim04.png'

# Se va testa programul pe 5 imagini din directorul ImgTstColor

imgFile = os.path.sep.join([imgsPath, imgName])

# deschidere imagine
print('\n [Info] Imaginea originala ', imgFile)
imgBGR = cv2.imread(imgFile) 
imgRGB = cv2.cvtColor(imgBGR, cv2.COLOR_BGR2RGB) 
print("         Shape:" , imgRGB.shape)
print("         Type :" , imgRGB.dtype)
fig = plt.figure(figsize=(10,10)); plt.imshow(imgRGB); plt.show()

   ----- INFO - In[1] Selectie si deschidere imagine -----


 [Info] Imaginea originala  D:/_TestImages\ImgTstColor/rose021.jpg
         Shape: (448, 617, 3)
         Type : uint8

print('\n [Info] Afisare Spatiu RGB')
clsFcts.plotColorComponents(imgRGB, 'R/G/B')
clsFcts.plotColorHistograms(imgRGB, 'R/G/B')
clsFcts.plot3DcolorSpace(imgRGB, imgRGB,'R/G/B') # cub RGB
# Urmarim cubul de culori in spatiul RGB

 [Info] Afisare Spatiu RGB

 Afisare Cub Culori in spatiu de culoare:  R/G/B

 Numar culori unice care apar in imagine:  85361 din 2^24( 16777216 ) ; procent:  0.51 % acoperire cub

# In[2] - Setare spatii de culoare utilizate in aplicatie
print('\n   ----- INFO - In[2] Spatii de culoare utilizate in aplicatie -----\n')
ColorSpacesList = ['R/G/B', 'Y/Cr/Cb', 'H/S/V', 'L/a/b', 'gray'] 

print('Lista spatii de culoare utilizate: ', ColorSpacesList)

OrgColorSpace = ColorSpacesList[0] # 0 - pentru RGB - imaginea la deschidere este RGB

   ----- INFO - In[2] Spatii de culoare utilizate in aplicatie -----

Lista spatii de culoare utilizate:  ['R/G/B', 'Y/Cr/Cb', 'H/S/V', 'L/a/b', 'gray']

# In[3] - Selectie spatiu YCrCb si afisare componente si cub culori in noul spatiu
# YCbCr
SelClr = 1 # se selecteaza ca si o pozitie din vectorul ColorSpacesList

NewColorSpace = ColorSpacesList[SelClr] 

print('\n  ----- INFO - In[3] Conversie Spatiu de Culoare, din ' + OrgColorSpace + ' in '+ NewColorSpace)
ImgClrSp = clsFcts.ConvertColorSpace(imgRGB, OrgColorSpace , NewColorSpace)

clsFcts.plotColorComponents(ImgClrSp, NewColorSpace)
clsFcts.plotColorHistograms(ImgClrSp, NewColorSpace)
clsFcts.plot3DcolorSpace(ImgClrSp, imgRGB, NewColorSpace)

#Afisare 2D componente de Crominanta
SelectComponents = [0, 1, 1]
clsFcts.plot2DcolorSpace(ImgClrSp, imgRGB, NewColorSpace, SelectComponents)
# Observam cele 3 componenete din noul spatiu de culoare precum si histogramele lor
# Specificam la fiecare spatiu care componenta contine informatii despre 
#   luminata si crominanta 

  ----- INFO - In[3] Conversie Spatiu de Culoare, din R/G/B in Y/Cr/Cb

 Afisare Cub Culori in spatiu de culoare:  Y/Cr/Cb

 Numar culori unice care apar in imagine:  84656 din 2^24( 16777216 ) ; procent:  0.5 % acoperire cub

 Afisare Componente Crominata in spatiu de culoare:  Y/Cr/Cb

 Numar culori unice care apar in imagine:  5931

# In[4] - Selectie spatiu HSV si afisare componente si cub culori in noul spatiu
# HSV

SelClr = 2 # se selecteaza ca si o pozitie din vectorul ColorSpacesList

NewColorSpace = ColorSpacesList[SelClr] 

print('\n  ----- INFO - In[3] Conversie Spatiu de Culoare, din ' + OrgColorSpace + ' in '+ NewColorSpace)
ImgClrSp = clsFcts.ConvertColorSpace(imgRGB, OrgColorSpace , NewColorSpace)

clsFcts.plotColorComponents(ImgClrSp, NewColorSpace)
clsFcts.plotColorHistograms(ImgClrSp, NewColorSpace)
clsFcts.plot3DcolorSpace(ImgClrSp, imgRGB, NewColorSpace)

#Afisare 2D componente de Crominanta
SelectComponents = [1, 1, 0]
clsFcts.plot2DcolorSpace(ImgClrSp, imgRGB, NewColorSpace, SelectComponents)
# Observam cele 3 componenete din noul spatiu de culoare precum si histogramele lor
# Specificam la fiecare spatiu care componenta contine informatii despre 
#   luminata si crominanta 

  ----- INFO - In[3] Conversie Spatiu de Culoare, din R/G/B in H/S/V

 Afisare Cub Culori in spatiu de culoare:  H/S/V

 Numar culori unice care apar in imagine:  77962 din 2^24( 16777216 ) ; procent:  0.46 % acoperire cub

 Afisare Componente Crominata in spatiu de culoare:  H/S/V

 Numar culori unice care apar in imagine:  13250

# In[4] - Selectie spatiu HSV si afisare componente si cub culori in noul spatiu
# Lab

SelClr = 3 # se selecteaza ca si o pozitie din vectorul ColorSpacesList

NewColorSpace = ColorSpacesList[SelClr] 

print('\n  ----- INFO - In[3] Conversie Spatiu de Culoare, din ' + OrgColorSpace + ' in '+ NewColorSpace)
ImgClrSp = clsFcts.ConvertColorSpace(imgRGB, OrgColorSpace , NewColorSpace)

clsFcts.plotColorComponents(ImgClrSp, NewColorSpace)
clsFcts.plotColorHistograms(ImgClrSp, NewColorSpace)
clsFcts.plot3DcolorSpace(ImgClrSp, imgRGB, NewColorSpace)

#Afisare 2D componente de Crominanta
SelectComponents = [0, 1, 1]
clsFcts.plot2DcolorSpace(ImgClrSp, imgRGB, NewColorSpace, SelectComponents)
# Observam cele 3 componenete din noul spatiu de culoare precum si histogramele lor
# Specificam la fiecare spatiu care componenta contine informatii despre 
#   luminata si crominanta 

  ----- INFO - In[3] Conversie Spatiu de Culoare, din R/G/B in L/a/b

 Afisare Cub Culori in spatiu de culoare:  L/a/b

 Numar culori unice care apar in imagine:  64845 din 2^24( 16777216 ) ; procent:  0.39 % acoperire cub

 Afisare Componente Crominata in spatiu de culoare:  L/a/b

 Numar culori unice care apar in imagine:  4882

# In[6] - modificare componente in spatiu de culoare selectat
# Se vor pastra doar componentele de crominanta
# Componenta de luminanta se seteaza la valoare constanta 128
# Se reface imaginea - conversie RGB pentru afisare
print('\n  ----- INFO - In[6] Eliminare variatii/ componenta de luminata')
# Selectie spatiu de culoare din lista
# ColorSpacesList = ['R/G/B' = 0, 'Y/Cr/Cb' = 1, 'H/S/V' = 2, 'L/a/b' = 3, 'gray' = 3] 
SelClr = 1 # cod spatiu de culoare (vals: 1,2,3)
NrCompConst = 2 # numar componenta care se seteaza constanta (vals: 0,1,2)

NewColorSpace = ColorSpacesList[SelClr] 
ImgClrSp = clsFcts.ConvertColorSpace(imgRGB, OrgColorSpace , NewColorSpace)
print('\n Conversie Spatiu de Culoare, din ' + OrgColorSpace + ' in '+ NewColorSpace)
print('\n Componenta setata constanta ', NewColorSpace.split('/') [NrCompConst])

ImgClrSpMod =ImgClrSp.copy()
# setare componenta luminanta la o valoare constanta
ImgClrSpMod[:,:,NrCompConst] = 128 
# ImgClrSpMod[:,:,1] = 255 
# Reconversie imagine la sptiu RGB pentru aficare
ImgRGBref = clsFcts.ConvertColorSpace(ImgClrSpMod, NewColorSpace , OrgColorSpace)
fig = plt.figure(figsize=(10,10));plt.imshow( ImgRGBref); plt.show();

  ----- INFO - In[6] Eliminare variatii/ componenta de luminata

 Conversie Spatiu de Culoare, din R/G/B in Y/Cr/Cb

 Componenta setata constanta  Cb

# In[1] - Selectie si deschidere imagine 
print('\n   ----- INFO - In[1] Selectie si deschidere imagine -----\n')
# Setare cale locatie imagini si nume fisier imagine
imgsPath = "D:/_TestImages"
imgName = 'ImgTstColor/rgb-colors.jpg'
#imgName = 'Kodak/kodim04.png'

# Se va testa programul pe 5 imagini din directorul ImgTstColor

imgFile = os.path.sep.join([imgsPath, imgName])

# deschidere imagine
print('\n [Info] Imaginea originala ', imgFile)
imgBGR = cv2.imread(imgFile) 
imgRGB = cv2.cvtColor(imgBGR, cv2.COLOR_BGR2RGB) 
print("         Shape:" , imgRGB.shape)
print("         Type :" , imgRGB.dtype)
fig = plt.figure(figsize=(10,10)); plt.imshow(imgRGB); plt.show()

   ----- INFO - In[1] Selectie si deschidere imagine -----


 [Info] Imaginea originala  D:/_TestImages\ImgTstColor/rgb-colors.jpg
         Shape: (550, 550, 3)
         Type : uint8

print('\n [Info] Afisare Spatiu RGB')
clsFcts.plotColorComponents(imgRGB, 'R/G/B')
clsFcts.plotColorHistograms(imgRGB, 'R/G/B')
clsFcts.plot3DcolorSpace(imgRGB, imgRGB,'R/G/B') # cub RGB
# Urmarim cubul de culori in spatiul RGB

 [Info] Afisare Spatiu RGB

 Afisare Cub Culori in spatiu de culoare:  R/G/B

 Numar culori unice care apar in imagine:  80683 din 2^24( 16777216 ) ; procent:  0.48 % acoperire cub